Le moteur à pistons est le type de groupe motopropulseur le plus répandu dans les automobiles, les bateaux et pratiquement toutes les autres machines autonomes du monde. Qu’il soit à essence, à alcool ou diesel, le moteur à piston est utilisé pour alimenter la plupart des biens mécaniques les plus précieux de l’humanité. Le moteur à pistons utilise des pistons reliés à un vilebrequin par des bielles pour envoyer de la puissance à une transmission. Le moteur reçoit un mélange de carburant et d’air via un carburateur ou un système d’injection de carburant. Il envoie le mélange de carburant dans la chambre de combustion à travers le collecteur d’admission et à travers les têtes. Le mélange est enflammé par les bougies d’allumage et entraîne le piston vers le bas, ce qui fait tourner le vilebrequin et produit de la puissance.
L’ennemi de tout moteur à piston est la chaleur. Certains moteurs sont refroidis par air tandis que le moyen le plus courant de refroidir un moteur est avec du liquide de refroidissement. Celui-ci est pompé à travers le bloc moteur et se dirige vers la pompe à eau. Le liquide de refroidissement chauffé est poussé hors du moteur et dans le radiateur. Là, il traverse de minuscules rangées de petits passages et la chaleur est extraite du liquide par des rangées d’aluminium mince.
L’air frais est aspiré à travers le radiateur par un ventilateur de refroidissement. Le liquide refroidi est à nouveau poussé dans le moteur chauffé par la pompe à eau où tout le processus recommence. La température du liquide de refroidissement est contrôlée par un thermostat placé dans le tuyau de retour du radiateur où il détermine la vitesse à laquelle le liquide de refroidissement quitte le radiateur.
Le moteur à piston n’est essentiellement rien de plus qu’une pompe à air. La capacité d’un moteur à produire de la puissance est déterminée par sa capacité à pomper de l’air. La capacité de pomper l’air est directement affectée par sa capacité à aspirer de l’air. Le carburateur et l’échappement sont deux des composants les plus critiques lorsque l’on tente de faire plus de puissance et un moteur plus puissant.
Tout moteur à piston est limité par sa capacité à respirer. L’arbre à cames est le cerveau du moteur à pistons. Il dicte la durée pendant laquelle une vanne est ouverte. Il détermine également la vitesse à laquelle une vanne s’ouvre ou se ferme.
Le calage des soupapes dans un moteur à pistons est essentiel. Les soupapes doivent s’ouvrir et se fermer précisément pour que le moteur puisse produire de la puissance. Le mélange de carburant est également synonyme de performance. Trop de carburant peut entraîner des performances médiocres et des bougies d’allumage encrassées. Trop peu de carburant et le moteur commencera à se détruire en brûlant des pistons et des soupapes.